Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni
KOGERENT POTENTSIAL METODI ASOSIDA AMORF
Yüklə 11,09 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
- ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ V ГРУППЫ НА СВОЙСТВА ПЛЕНОК ТЕЛЛУРИДА СВИНЦА
- Таблица. Параметры пленок PbTe, сконденсированных на полимиде (Т=300К)
- ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА И ПРОФИЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АТОМОВ ПО ГЛУБИНЕ СИСТЕМЫ Ni–GaP, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ
- Методика эксперимента.
|
KOGERENT POTENTSIAL METODI ASOSIDA AMORF Cu x Ti 1-x QOTISHMALARDA TERMO-E.Yu.K HISOBLASH
D.X.Imamnazarov (SanDU), F.B.Ruziboyeva (SanDU 1- kurs magistr) O’tkinchi metallar asosidagi amorf qotishmalarning kinetik xossalarni harakterlovchi kattaliklarning (solishtirma elektr qarshilik, termo-E.Yu.K va Xoll effekti) tajribada olingan qiymatlarini [1] fizik nuqtai-nazardan talqin etishda hozirgi vaqtda zaryad tashuvchilarning sochilish kuchsiz bo’lgan holdagi qonunyatga asoslanuvchi umumlashgan Faber–Zayman modeli keng qo’llaniladi. Bu model asosida olib borilgan hisoblashlar shuni ko’rsatadiki, odddiy va nodir metallar asosidagi qotishmalarda solishtirma elektr qarshilikning konsentratsiyasiga va temperaturaga bog’liqligini tushuntirib berishga imkon beradi, ammo to’lmagan d-holatdagi elektronlarga (o’tkinchi
3-rasm. Cu x Ti 1-x amorf qotishma-larda normal Holl koeffisiyentining konsentrsiyaga bog’ligi grafigi. “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 325
metallar) bu modelni tadbiq qilish jiddiy qiyinchiliklarga olib keladi, chunki d-metallarda elektronlarning spchilishi kuchli hamda d-elektronlarning zaryad ko’chishlarini e’tiborga olish kerak. Shuning uchun ushbu ishda yuqoridagi kamchiliklarni bartaraf etish maqsadida o’tkinchi metallar asosidagi amorf qotishmalarda kinetik xossalarni o’rganishda kogerent potensial metodini (KPM) qo’llaymiz [2]. Bu nazariya asosida ikki zonali umumlashtirilgan 𝑠𝑑 − model tarkibiga zonalararo tezlikning matritsa elementlari 𝜐 𝑆𝑑
𝑠 −zonadagi sochilish potensialini kiritib, quyidagi umumiy ifodalarga ega bo’lamiz [3]: 𝑆 = − 𝜋
𝑘 𝑏 2 𝑇 3|𝑒|𝜀
𝐹 𝜉; 𝜉 = 𝑑 ln 𝜎(𝐸) 𝑑 ln 𝐸
| 𝐸=𝜀
𝐹 (1) 𝜎 = 𝜎 𝑠𝑠
𝑑𝑑 + 2𝜎
𝑠𝑑 + 2𝜎
𝑐𝑑 (2) 𝜎 𝑠𝑠
2e 2 3πΩ ∫ dη (− ∂f ∂η ) ∑ ϑ ss 2 [Im𝐺 𝑠𝑠 (k, η + )] 2 k (3) 𝜎 𝑑𝑑 = 10 2e 2 3πΩ ∫ dη (− ∂f ∂η ) ∑ ϑ dd 2 [Im𝐺 𝑑𝑑 (k, η + )] 2 k (4) 𝜎 𝑠𝑑 = √20 2e 2 3πΩ ∫ dη (− ∂f ∂η ) ∑ 𝜗 𝑠𝑠 𝜗 𝑑𝑑 [Im𝐺
𝑠𝑑 (k, η
+ )] 2 k (5) 𝜎 𝑐𝑑
2e 2 ћ 3πΩ ∫ dη (−
∂f ∂η ) ∑{2 k ϑ ss ϑ sd Im𝐺 ss (k, η
+ )Im𝐺
sd (k, η
+ ) +
+ 2ϑ dd ϑ sd ImG
dd (k, η
+ )Im𝐺
sd (k, η
+ ) + ϑ
sd 2 Im𝐺 ss (k, η
+ )Im𝐺
dd (k, η
+ )} (6)
𝐺 𝑠𝑠 (𝑘, 𝑍) = {𝑙 𝑠𝑠 − 𝜀
𝑠 (𝑘) − 𝛾
2 [𝑙 𝑑𝑑 − Σ 2 𝜀 𝑠 (𝑘)]
−1 } −1 (7) 𝐺
𝑑𝑑 (𝑘, 𝑍) = {𝑙 𝑑𝑑 − Σ
2 𝜀 𝑑 (𝑘) − 𝛾 2 [𝑙 𝑠𝑠 − 𝜀
𝑠 (𝑘)]
−1 } −1 (8) 𝐺
𝑠𝑑 = 𝐺
𝑑𝑠 (𝑘, 𝑍) = 𝛾{[𝑙 𝑠𝑠 − 𝜀
𝑠 (𝑘)][𝑙
𝑑𝑑 − Σ
2 𝜀 𝑑 (𝑘)] − 𝛾 2 } −1 (9)
Cu x Ti 1-x qotishmalarning elektron strukturasini hisoblash uchun qotishma tarkibiga kiruvchi mis (Cu) va titan (Ti) elementlari s- va d-zonalarining yarim kengliklari W α va ularning og’irlik markazri 𝜀 𝛼
hamda gibridizatsiya 𝛾 parametrlari birlamchi kattaliklar sifatida quyida keltirilgan [2]:
𝑊
𝑊 𝑠 ℇ 𝑑 ℇ 𝑑 𝛾 Cu 3.1 17.6
-10.1 -8.2
1.2 Ti
4.3 10.0
-2.6 -4.6
1.0 1-rasmdan ko’rinadiki, kogerent potensial metodining lokator yaqinlashishda hisoblangan elektron strukturasi LMTO yordamida hisoblangan elektron struktura bilan mos tushadi. Amorf qotishmalarning Cu-Ti Fermi sathidagi elektronlar holat zichligi d-holatlar orqali aniqlanib, qotishma tarkibidagi 𝑇𝑖 elementlari konsentratsiyasi oshib borishi bilan Fermi sathi energiyasi ham oshib boradi. Haqiqatan ham , 𝑇𝑖 elementi uchun elektronlar holat zichligi funksiyasida Fermi sathi energiyasi 𝑇𝑖 elementining d–holatiga (cho’qqisiga) yaqin joylashgan bo’ladi, mis Cu elementida d-holatlar to’lgan bo’lib, Fermi sathi energiyasi d-zonadan tashqarida joylashgan bo’ladi. 2-rasmdan ko’rinadiki, Fermi energiyasining istalgan ixtiyoriy qiymatlarida tezlikning zonalararo o’tishi matritsa elementlari bilan bog’liq bo’lgan (𝜎 𝑐𝑑
𝑠𝑑 ) bilan bir xil tartibda bo’lib, u bilan energetik bog’lqligi ham juda yaqin bo’lib, Fermi energiyasining haqiqiy joylashgan nuqtasida (2-rasmda strelka bilan ko’rsatilgan) solishtirma elektr o’tkazuvchanlikning 𝜎 asosiy hadini s-holatlar (𝜎 𝑠𝑠 ) tashkil qiladi, ammo d-holatlar (𝜎 𝑑𝑑 ) va gibridizatsion tashkil etuvchilar (𝜎 𝑑𝑑 ), (𝜎 𝑐𝑑 ) ham unchalik kichik bo’lmagan qiymatlarga ega ekanligini ko’rish mumkin.
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 326
Amorf qotishmalar Cu x Ti 1-x uchun qoldiq solishtirma elektr qarshilik ( 𝜌 =
1 𝜎 ) va (1) ifoda orqali hisoblangan termo-E.Yu.K qiymatlari quyida keltirilgan. Shuningdek, bu jadvalda 𝐶𝑢 43 𝑇𝑖 57
qotishmasi uchun Zayman modeli va Mott modeli bo’yicha hisoblash natijalari va tajribada o’lchangan qiymatlari keltirilgan. Bu tajribadan ko’rinadiki, KPM bo’yicha hisoblangan qiymatlar Zayman va Mott modellari bo’yicha hisoblashlar natijasiga qaraganda tajriba natijalariga yaqinroq bo’lib, bazi-bir konsentratsion qiymatlarda tajriba natijalardan unchalik kichik farq qilmaydi va KPM natijalari eksperiment natijalari bilan mos tushishini ko’rish mumkin. x 30 34 40
45 50
53 57
60 70
𝜌 𝑛𝑎𝑧.
𝐾𝑃𝑀 (mk Omsm ) 186 196
214 215
220 215
214 215
200 𝜌 𝑡𝑎𝑗. (mkOm∙sm) [1] - 183 193 195
204 - 188 176 - 𝜌 𝑛𝑎𝑧. 𝑍𝑎𝑦𝑚𝑎𝑛
(mkOm∙sm) [4] - - - - - - 398
- - 𝜌 𝑛𝑎𝑧. 𝑀𝑜𝑡𝑡
(mkOm∙sm) [4] - - - - - - 314
- - 𝑆 𝑛𝑎𝑧𝑎𝑟𝑖𝑦 𝐾𝑃𝑀
(mkV/ 0 K) 1.7 1.82
1.90 2.00
2.14 2.12
2.05 2.12
1.7 𝑆 𝑡𝑎𝑗𝑟𝑖𝑏𝑎 (mkV/ 0 K ) [1] - 1.9
1.6 - 1.34 1.80 1.44
- - 𝑆 𝑛𝑎𝑧𝑎𝑟𝑖𝑦 𝑍𝑎𝑦𝑚𝑎𝑛
(mk V/ 0 K) [4] - - - - - - 5.43 - - 𝑆 𝑛𝑎𝑧𝑎𝑟𝑖𝑦
𝑀𝑜𝑡𝑡 (mk V/
0 K) [4]
- - - - - - 2.52 - - Ushbu mavzuni taklif qilgan hamda natijalarni tahlil qilishda qimmatli maslahatlarini bergan A.B.Granovsky va O.Q.Quvondiqovga o’z minnatdorchiligimni bildiraman.
1-rasm. Amorf qotishmalarning Cu x Ti 1−x
holatlar zichligining energiyaga bog’liqligi (energetik spektri); vertikal chiziqlar Fermi sathini ko’rsatadi. Shuningdek, yuqori burchakda kuchli
bo’lmagan yaqinlanish metodi (LMTO metod) asosida hisoblangan Cu 50 Ti 50 qo-
tishmaning holatlar zichligi keltirilgan [4].
2-rasm. Cu 50 Ti 50 amorf qotishmalari uchun solishtirma elektr o’tkazuvchanlik tashkil etuvchilarining energiyaga bog’lanishi: (bunda σ
= 4v m 2 e 2 3π 2 Ω ). “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 327
Foydalanilgan adabiyotlar: 1. M.A.Howson, B.L.Gallagher. The electron transport properties of metallik glasses. Phys.Rep. – 1988. v.170, №5. - P.265 2. Эренрейх Г., Шварц Л. Электронная структура сплавов - М.:Мир,1979. 3. Ведяев А.В, Грановский А.Б, Халилов И.Х., Имамназаров Д.Х, Нина-лалов С.А., Гехтман М.М. Электросопротивление и эффект Холла аморфных сплалов Сu x Zr 1-x в s-d модели (приближение когерентного локатора ). – Вестник МГУ, Сер.3. физ.-астрон., 1991, Т.32. №5 – С.61
4. Gallagher B.L. Greig D.The thermoelectri powers and resistivities of amorphous transition metal alloys. J.Phys.F, 1982.T.12, P.1721
К.Э.Онаркулов, ФарДУ, профессор М.Б.Рузалиев, Д.М.Ташланова, ФарДУ, магистр
Пленки соединений A 4 B 6 , в частности PbTe, обладая высокой термоэлектрической добротностью, служить активными элементами преобразователей тепловой энергии. Очевидная эффективность применения пленок в термоэлектричестве стимулирует поиск способов увеличения параметра Z в условиях ограниченности значений параметра 2
. Известно, что задача сводится к увеличению в пленках отношения /
( -подвижность носителей заряда) [1]. Практически это можно реализовать легированием материала пленок такими примесями, которые сильно рассеивая фононы, снижали теплопроводность решетки и слабо влияли на подвижность носителей заряда. Интерес к исследованию свойств вакуумных конденсатов PbTe вызван их использованием в качестве n-ветвей пленочных термопреобразователей [2-4]. Приборная реализация пленок определяется их термоэлектрической эффективностью Z= 2
/ ( - электропроводность; и
- коэффициенты термоЭДС и теплопроводности). Наивысшие значения параметра 2 присущи пленкам PbTe на полиимиде, сконденсированным при температурах подложки Т с
620 640К [2, 3]. Для состава PbTe 2 > величина 2 достигает 40 55 мкВт/К 2 см (холловская концентрация электронов n H
(1 2) 10 19 см -3 ), что по-видимому, является технологическим пределом для пленок PbTe. Перспективность легирования кристаллов PbTe висмутом [5] стимулирует исследования термоэлектрических и теплофизических свойств пленок, легированных элементами V группы, в частности, висмутом и сурьмой. Нами изучена термоэлектрическая эффективность слоев PbTe PbTe+Bi, PbTe+BiTe, PbTe+Bi 2 Te 3 , PbTe+Sb, PbTe+SbTe и PbTe+Sb 2 Te
. Исходная шихта PbTe содержала от 0,1 до 6 вес. % добавки с элементом V группы: Максимальное содержание Bi в шихте составляло 2,5 10 21 см
-3 , а Sb - 4 10
см -3 . Пленки конденсировались на слюду и полиимид по технологии, подробно описанной в [2-4]. Измерения термоэлектрических параметров и теплопроводности пленок проводилось по методике [2] и имели точность ~ 7-8%. Результаты измерения кинетических параметров пленок PbTe, легированных элементами V группы, отображены в табл. Для сравнения там же, приведены данные для пленок PbTe 2 >из [3,4]. Как видно из таблицы в пленках PbTe, легированных Bi, параметр Z имеет слабую концентрационную зависимость как в PbTe примерно вдвое ниже соответствующего значения Z в пленках PbTe, легированных иодом. Наивысшее значения термоэлектрической эффективности в пленках PbTe легированных висмутом, наблюдаются при значительно более высоких концентрациях электронов, чем в пленках PbTe 2 >. В пленках PbTe “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 328
эффективности в PbTe 2 > причем при сравнимых Z концентрация электронов в обоих типах пленок имеет близкие значения. Таблица. Параметры пленок PbTe, сконденсированных на полимиде (Т=300К) Состав
примеси в шихте
N Sb, , N Bi
-19 , cм -3 n H
-19 , cм -3 , Oм -1 см -1 10 6 , В/К 2 10 6 , Вт/смК 2
10 2 ,
Вт/см К Z
3 , K -1 Bi
2.0 6,0
7,0 15
20 1,1
3,8 4,5
8,0 10,0
650 1100
1900 2500
3200 170
95 90
70 60
18,9 10,0
15,4 12,3
11,5 17
15 14
12 11
1,11 0,71
1,11 1,01
1,01 BiTe
1,7 4,0
6,0 8,0
10,0 20,0
1,7 4,0
6,0 8,0
10,0 20,0
1000 2250
2900 3200
3700 1900
160 100
80 70
60 40
25,6 22,5
18,6 16,0
13,3 3,0
18 17
16 15
14 15
1,4 1,3
1,2 1,1
0,95 0,1
SbTe 2,0
4,0 8,0
40,0 0,15
0,4 1,0
5,0 300
530 2000
1500 270
240 150
100 21,3
28,5 45,0
15,0 18
17 16
15 1,2
1,7 2,8
1,0 PbI
2
- - - - 0,7 0,9
1,2 1,3
250 580
1000 990
220 195
220 215
12,0 22,0
49,0 45,6
19 19
19 19
0,63 1,16
2,55 2,4
Литературы 1. Хейванг В., Биркхольц У., Айнцингер Р., Ханке Л., Кемитер К., Шнеллер А. Аморфные и поликристаллические полупроводники. Москва: Мир, 1987 г. с. 57-59. 2. Гольцман Б.М., Дашевский З.М., Кайданов В.Н., Коломоец Н.В. Пленочные термоэлементы: физика и применение. Москва: Наука, 1985 г. с. 236. 3. Азимов С.А., Атакулов Ш.Б. Кинетические явления в поликристаллических пленках халькогенидов свинца и висмута. Ташкент: Фан, 1985 г. с. 102. 4. Набиев М.Б., Усманов Я., Онаркулов К.Э., Ахмедов Т.А. Технология получения полупроводниковых материалов для фото и термобреобразователей.// Материалы 3-й международной научной конференции «Оптические и фотоэлектрические явления в полупроводниковых микро- и наноструктурах», Фергана, 2014 г. с.331-332. 5. Голованова Н.С., Зломанов В.П., Тананаева О.Н., Личева Л.Д. Легирование кристаллов теллурида свинца висмутом в процессе выращивания //Изв.АН СССР. Неорг.материалы. 1984 г, Т.20, № 4, с. 574-577.
СИСТЕМЫ Ni–GaP, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ А.А. Абдувайитов, Х.Х. Болтаев, Ш. Бахтияров, А. Мавлонов Ташкентский государственный технический университет, 100095 Ташкент, Узбекистан. akbaraa@yandex.ru
для корреляционной обработки оптических и электрических сигналов широко используются фоторезистивные плёнки из GaP и CdS. На поверхности таких полупроводниковых плёнок наносятся контакты в виде полос из благородных металлов (никель, серебро и др). Полупроводниковые структуры типа Ni–GaP или Ni–CdS и др. создаются путем последовательного вакуумного напыления (осаждения) отдельных компонентов. Качество и
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 329
работоспособность устройств и приборов, создаваемых на базе таких полупроводниковых структур, очевидно, будут зависеть, прежде всего, от чистоты материалов отдельных слоев (пленок) и наличия четких границ между указанными слоями структуры, а также от возможного образования химических соединений между атомами элементов отдельных слоев, где они соприкасаются друг с другом. При этом особенно нежелательным является образование большого количества окиси металла на границе металл-полупроводник, приводящий к увеличению сопротивление контакта. Для улучшения работоспособности устройств и приборов, создаваемых на основе таких полупроводниковых структур, необходимо контролировать чистоту отдельных слоев и наличие чётких границ между слоями, а также присутствие химических соединений между атомами веществ различных слоев. В связи с этим основной целью настоящей работы являлась исследование наличия различных примесей и концентрационные профили распределения этих примесей по глубине системы Ni–GaP, получаемых в реальных условиях их роста. Методика эксперимента. Структура Ni–GaP получена путем испарения и затем осаждения молекулярных потоков материалов отдельных компонентов на диэлектрическую подложку. На подложке осаждался слой GaP с толщиной 1 мкм. На отельных областях поверхности плёнки GaP осаждался никелевый контакт в виде полоски толщиной около 1 мкм. Осаждения осуществлялось в условиях высоко вакуума (P=10 -7 Па) в двух режимах. В первом режиме пленки осаждались последовательно в одинаковых условиях без прогрева. Во вторым режиме после осаждения определенного типа пленки проводился прогрев в течение 1 часа: после осаждении GaP – 750 К, после осаждение Ni – 700 К. Состав поверхности и профиль распределения примесей по глубине определялись методом Оже-электронной спектроскопии (ОЭС) в сочетании травлением поверхности ионами Ar + [3, 4]. Yüklə 11,09 Mb. Dostları ilə paylaş:
|